花生株高和出仁率QTL定位分析

发布时间：2020-09-02 11:04

　　花生(Arachis hypogaea L.)是世界范围内广泛种植和加工利用的重要油料作物之一,提高产量是花生育种的重要目标。株高、出仁率均与花生产量密切相关,揭示二者的遗传机制对于培育高产花生品种至关重要。然而,目前关于花生株高和出仁率性状的遗传机制仍不清楚。本研究分别以“远杂9102×徐州68-4”(YX)、“徐花13×中花6号”(XZ)两个花生杂交组合衍生的重组自交系(RIL)群体为研究材料,利用SSR标记构建两个群体的遗传连锁图谱,开展多年多点株高和出仁率性状的鉴定评价和QTL定位,并将与多环境、多群体稳定的QTL连锁的标记进行基因组比对,发掘和分析区段内的候选基因信息,为株高和出仁率性状的协同改良提供理论依据。主要研究结果如下。1.在表型数据分析方面,株高和出仁率表型在YX和XZ两个RIL群体的所有环境呈连续正态或偏态分布,表明株高和出仁率性状由多基因控制,均主要由遗传因素控制。两个RIL群体在各个环境的株高和出仁率表型均呈显著负相关,相关系数因亲本遗传背景而异。2.在遗传连锁图谱构建方面,利用YX群体构建了含830个SSR位点、覆盖1386.19cM的遗传图谱,标记间平均距离为1.67cM。在XZ群体构建了含817个SSR位点、覆盖1756.48cM的遗传图谱,标记间平均距离为2.15cM。3.在株高QTL定位方面,YX群体共检测到38个QTL,表型贡献率范围为3.99%～26.27%,其中有7个主效QTL,8个重复QTL;XZ群体共检测到10个株高QTL,表型贡献率范围为6.41%～12.03%,其中有3个主效QTL。在A09连锁群,YX群体的一致性QTL cqPHA09.d和XZ群体的qPHA9.1a含有相同的紧密连锁标记Ad09A3779和AGGS2438,是多群体多环境的稳定QTL。4.在出仁率QTL定位方面,YX群体共检测到66个出仁率QTL,表型贡献率范围为3.09%～17.44%,其中有16个主效QTL,14个重复QTL。XZ群体共检测到17个出仁率QTL,表型贡献率范围为4.99%～23.71%,其中有7个主效QTL,3个重复QTL。在A09连锁群,YX群体的一致性出仁率QTL cqSPA09.a与XZ群体的出仁率QTL qSPA09.3a是多群体多环境稳定的出仁率QTL。在B10连锁群,YX群体的环境重复出仁率QTL qSPB10.2b和qSPB10.3c,与XZ群体部分效应来自株高的出仁率QTL qSPB10.3b是多群体多环境稳定的出仁率QTL。5.在株高和出仁率QTL共定位方面,YX群体A09连锁群的一致性株高QTL cqPHA09.a与主效出仁率QTL cqSPA09.a(PVE值12.95%和17.44%)共定位。XZ群体A09连锁群的主效株高QTL qPHA09.3a(PVE值10.63%)和出仁率QTL qSPA09.3a(PVE值4.99%)共定位。这些共定位的QTL效应相反,表明A09染色体含有控制花生株高和出仁率性状的多效基因或紧密连锁的基因。6.SSR标记Ad09A3779和AGGS2438与YX群体一致性QTL cqPHA09.d和XZ群体qPHA9.1a紧密连锁,将它们比对到A09基因组的3.4Mb物理区间,含有161个候选基因,其中150个基因具有功能注释,11个基因功能未知。有50个基因在栽培种花生中按照表达模式被划分为两个类群,一类基因主要在发育的荚果和种子中以及营养枝和生殖枝的顶端表达,另一类基因主要在苗期的根、瘤、叶片、主茎和侧枝表达,表明该标记区间内存在控制株高、荚果出仁率的基因。
【学位单位】：华中农业大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2019
【中图分类】：S565.2
【部分图文】：

遗传图谱,遗传图谱,性比,图谱

图 2.2 利用 YX 群体构建的遗传图谱与整合图谱标记间线性比较Fig 2.2 Comparison of marker collinear in the integrated and the YX linkage maps利用卡方检验对 YX 群体构建的遗传图谱上 830 个 SSR 标记位点进行偏分离分析。在 0.05 水平下，所有 20 个连锁群均存在偏分离标记，共有 402 个，占 48.43%。在 0.01 水平下，除 A04、A10、B06 和 B07 外，其余连锁群均存在偏分离标记，共有 291 个，占 35.06%（表 2.2）。在偏分离标记中，0.05 水平偏向母本的标记 273个，占 67.91%，偏向父本的标记 50 个，占 12.44%，偏向杂合的标记 79 个，占 19.65%。0.01 水平偏向母本的标记 211 个，占 72.51%，偏向父本的标记 33 个，占 11.34%，偏向杂合的标记 47 个，占 16.15%（表 2.3）。偏分离标记分析结果表明，在以 YX群体构建的遗传图谱中，偏分离标记有显著偏向父本，也有显著偏向母本的，但偏向母本的标记数量较多。根据偏分离标记位点在遗传图谱上的分布特征，可将之分为孤立分布和成簇分布两种类型。如存在 3 个及以上紧密连锁的偏分离标记，其所分布的染色体区段则为偏分离热点区域（SDR）。在 0.05 水平下，有 37 个 SDR 分

遗传图谱,遗传图谱,性比,图谱

图 2.4 利用 XZ 群体构建的遗传图谱与整合图谱标记间线性比较Fig 2.4 Comparison of marker collinear in the integrated and the XZ linkage mapsA1（XZ） A1(YX) A2(YX) A2（XZ） A3（XZ） A3(YX) A4(YX) A4（XZ） A5（XZ） A5(YX) A6(YX) A6（XZ） A7（XZ） A7(YX) A8(YX) A8（XZ） A9（XZ） A9(YX) A10(YX) A10（XZ）0102030405060708090100110120130B1（XZ） B1(YX) B2(YX) B2（XZ） B3（XZ） B3(YX) B4(YX) B4（XZ） B5（XZ） B5(YX) B6(YX) B6（XZ） B7（XZ） B7(YX) B8(YX) B8（XZ） B9（XZ） B9(YX) B10(YX) B10（XZ）0102030405060708090100110120130图 2.5 基于 YX 和 XZ 群体构建的遗传图谱线性比较Fig 2.5 Comparison of marker collinear in the YX and the XZ linkage maps

频次分布,出仁率,株高,频次分布

图 3.1 YX RIL 群体株高和出仁率频次分布Fig 3.1 Frequency distribution of plant height and shelling percentage traits of YX RILpopulation3.2 亲本及 XZ 群体相关性状分析通过 2014 年、2015 年和 2016 年连续 3 个环境的表型值观察，XZ 群体父本中花 6 号的株高在 31.63~42.38cm 之间，出仁率在 77.68%~78.01%之间，母本徐花 13的株高在 32.64~35.83cm 之间，出仁率在 76.04%~77.51%之间，在各个环境下两亲本的株高、出仁率表型较稳定，亲本间的株高、出仁率表型均差异不大（表 3.4）。表 3.4 XZ 群体双亲株高和出仁率表型差异Table 3.4 Differences of plant height and shelling percentage between the two parents of XZpopulation亲本Parent徐花 13Xuhua 13中花 6 号Zhonghua 6出仁率（%）

【参考文献】